建筑施工图设计中BIM技术的应用

发表时间:2020/9/8   来源:《城镇建设》2020年3卷12期   作者:陆仪韦
[导读] 近年来,我国土建施工中的各项工作也趋于现代化发展,
        摘要:近年来,我国土建施工中的各项工作也趋于现代化发展,在建筑施工图设计中的信息化建设还处在初步探索阶段。BIM技术是目前在建筑施工图设计中运用的关键技术。本文首先研究了BIM的特点和应用优势,然后探讨了建筑施工图设计中的BIM要求,再分析了建筑施工图设计中BIM技术的运用,最后给出了BIM模型设计。
        关键词:建筑施工图设计;BIM技术;应用

        为了促进我国城市建筑产业的信息化发展,结合国外对BIM技术的研究,我国在建筑施工中一直缺乏运用现代化技术来增强建筑质量的方式,目前BIM技术是使我国建筑业发生巨大变化的重要技术之一,且?BIM技术也会让我国建筑行业向着绿色环保、节能降耗的方向进步[1]。
一、BIM技术特点
        BIM技术叫做建筑信息模型,在具体建筑工程施工过程中,建筑工程所涉及的所有信息参数都可通过BIM技术建立3D立体模型,并通过数字信息技术让建筑工程的项目运作在模型中得以展现出来,使现场施工管理模式得到极大进步。BIM技术具有可视化、协调性和模拟性三大特点。在任何工程造价管理工作中,工作人员都可通过BIM技术的可视化特点,完成各方面信息的整合,及时对不同构建之间进行互动与反馈,让整个操作过程可视化;利用BIM技术的协调性,使之贯穿于整个工程的方方面面,实现协调发展,减少人力沟通等各方面问题;利用BIM技术的模拟性进行工艺现场的模拟设计,能让模拟过程呈现出实际的操作事物,进而及时找到某环节存在的问题,防止问题带来的严重后果,使整个设计更加优化。BIM技术让传统的二维平面模型转变为三维立体模型,施工人员还可利用BIM技术建立的信息工程数据库来有效推动施工工作的开展,让现场施工人员对建筑工程中的各个环节与重难点进行严格把控,整体施工效率得到大幅提高[2]。
二、BIM技术的应用优势
        在建筑工程的实际施工现场中,现场施工人员会由于各类环境因素,比如天气因素、水文因素的影响,尤其是施工地点地貌的复杂性,部分施工场所的交通流量大、人流量大,导致在利用传统施工技术进行施工工作时,存在施工效率偏低的情况,运用不恰当的技术让整个施工工程的施工质量与施工进度遭到影响。若施工管理人员只重视施工现场工作的目前情况,而不进行整体工作的定量分析和工期安排,容易导致工程延期完成,对整体工程质量造成不良影响。但是,将BIM技术运用到实际施工工作中,尤其是施工图设计阶段,能让工程在还未实际进进场施工就掌握所有的信息数据,通过BIM技术建立的3D模型,找出在实际施工中可能存在的问题,把握施工工作中的关键节点,进行实际建筑现场施工的整体规划,防止后期施工工作量增加[3]。
        当通过BIM技术来处理实际建筑物设计图纸中较为隐蔽和复杂的结构时,能够通过3D模型完成内部结构的细致分析和安排,让施工工作人员对建筑结构内部形态与各项参数有所了解和掌握,并通过该技术为工程提供最佳的施工方案,使实际施工工作中的工作效率得到大幅提高,还能有效缩短工期,让各项施工工作安全开展,保障施工质量符合建设要求。
三、施工图设计的BIM要求
(一)设计流程
        在BIM技术下建立的建筑结构施工图是相较于传统结构图而言,它具有下面几个优点:首先,利用BIM技术完成BIM模型的建设能让BIM设计模型保存为IFC文件,使整个建筑设计模型的结构信息传输完成并提取,进而完成建筑结构施工图纸的设计工作;第二,利用BIM技术实现建筑模型的几何设计,还能在3D模型基础上完善结构信息,补充约束信息等,并将设计调整进行反馈;第三,BIM模型与建筑模型设计工作有效结合,形成完整的BIM模型。
(二)模型需求
        一般来讲,建筑结构施工图纸设计的核心关键是结构物理模型。在此结构物理模型中,不但包含所有的属性信息、管理信息与关联信息,还要包含构建信息、约束信息、节点信息、截面信息等。
四、建筑施工图设计中BIM技术的应用
(一)建筑设计
        通过建筑模型与BIM模型结合而成的IFC体系来构建完整的结构模型体系,进而使施工图设计中的楼梯、梁、板、柱等基础构件得到有效描述。比如,在墙体建筑构件中,首先将建筑实体进行定义,然后关联建筑实体与楼层实体,此关联信息来自于集合关联实体。最后再定义墙体实体。


(二)结构属性
        在通过BIM技术构建的BIM模型中含有多类型属性,包含几何属性、成本属性、建造信息属性、力学属性、材料属性等。当前IFC模型对大部分模型构建的属性都能良好适应,比如,在墙体中通过IFC模型构建墙体中的材料墙体,包括外墙面、内墙面、隔热层和结构层这四个部分。首先定义材料的属性,然后再定义材料层集合体、材料层集合实体的属性。
(三)关联关系
        对于BIM模型而言,模型的关联性是保障BIM信息与完整性的基础条件。而在IFC构建中,其关联关系可分作非对称性关联和对称性关联两类。对称性关联是说两个实体之间保持对等关系,一个实体发生任何改变,都会造成另一个实体改变,例如柱实体、梁关联等结构部件之间完成关联,进而让其相关联的柱实体和梁实体也会发生变化。非对称性关联是说两个实体之间具有主次关系,通过改变主实体进而改变实体,该改变不会对主实体的性质造成影响。比如,墙体与洞口墙体实体中包含洞口,如果去掉墙体,那么洞口也会被去除,但如果去除洞口,墙体不受牵连,只是两者之间的关联关系被断开。
(四)基于BIM技术的工程造价管理发展
        当前,工程造价管理工作中运用BIM技术获得了极大便利,但随之也暴露许多问题,将BIM技术应用到工程造价管理工作中要重视对其存在的问题进行优化完善,从而保障BIM技术能更好地运用的过程中,实际工作中BIM技术的应用时,主要表现为两个方面的问题。第一,缺乏标准的管理;第二,软件需要整合。这两个问题是导致BIM技术应用到工程的加快的工作中出现问题的关键。因此,相关研究人员要重视标准化BIM技术的管理。按照统一标准,完善BIM技术软件下的基础数据运营和计算。此外,也要重视的软件功能的整合,按照材料市场的具体情况,作为基础资源,对BIM技术软件中的数据合理性进行优化,从而保证别人技术的应用效率有所提高。
五、完成BIM模型设计
(一)设计BIM模型
        在建筑施工图设计中,运用BIM技术完成BIM模型的设计符合当下建筑行业的发展情况,按照IFC的结构特点并保障模型运行效率与操作简便性,可以利用简化后的IFC模型加以完善BIM模型,从而让整体模型的质量与效率得到显著提高,还能让IFC模型的得到简化,使工作更加便捷。在施工图设计中常用的BIM模型结构包括计算模型、属性定义模型和建筑设计模型以及材料信息模型。材料信息模型中涵盖了混凝土材料和钢筋材料这两类数据信息,它们会通过材料关联类构建起材料属性和建筑设计的联系。而建筑设计模型一般利用面型对象结构,让建筑构件中运用了所有的建筑设计,例如柱、板、梁等构件在关联构件时,完成两两构件的关联。
(二)实现系统
        根据上面所说的BIM模型完成二次开发的施工图纸平面设计,进而真正完成了BIM建筑结构施工图的设计工作,在进行建筑施工图纸制作时,不但要求设计规范符合标准,还要在施工图纸中凸显设计特点,从而让BIM技术在运用过程中能够模仿工程师制作施工图纸的整个过程,完善BIM的智能化运用,通过智能化系统学习施工图纸设计人员的设计思维与制图流程,进而让BIM模型形成专业的工程师绘图程序,并完善设计图纸中有关板、墙、梁,柱的施工数据,从而建立相应的数学信息模型,使该模型对建筑施工中的各隐秘节点都能全面概括。另外,该模型还能完成不同制图的施工图设计,进而让模型掌握不同设计师的设计特点,从而找到更符合建筑工程施工的方式。二次开发后反映的施工图中包含接口层、应用层、数据层和模型层,接口层是完成BIM模型物理数据存储的接口,也是完成IFC接口访问和BIM模型数据提取的接口。数据层则是囊括系统数据的关键部分,其中包含BIM模型信息、IFC文件信息、信息规则信息和系统信息等等。应用层则是BIM技术的所有应用,它不但会完成施工图纸的设计工作,还能对其设计的模型进行设计结果检验、规范计算、统计和3D模型建立等。模型层是整个BIM模型系统的关键点,按照BIM模型的功效及与实际施工工程设计的标准要求。
结语:
        综上所述,由于我国城市化进程的速度加快,建筑工程数量也逐渐增长,在我国建筑工程中运用BIM技术提高建筑质量和建筑水平,尤其是在建筑施工图纸设计阶段就运用BIM技术,能及时找到施工工程中各项隐秘问题,了解整体施工开展过程,进而有效保障工程质量,提高施工安全水平。
参考文献:
[1]梁云峰.建筑施工图设计中BIM技术的应用[J].智能建筑与智慧城市,2020,06:55-56.
[2]史艳伟.装配式建筑设计中BIM技术的应用分析[J].山西建筑,2018,4435:15-16.
[3]张彦文,张超,张志强,李红亮.BIM平台优化施工图设计及施工指导的策略研究[J].山西建筑,2019,4504:117-118.
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